新水廠水處理構(gòu)筑物計算方案

新水廠水處理構(gòu)筑物計算方案

1.1配水井設(shè)計計算

1.設(shè)計參數(shù)

配水井按近期規(guī)模建造，設(shè)計規(guī)模為2250m3/h;一期工

程增設(shè)一組，總設(shè)計規(guī)模為4500m3/h。

近期采用2個格柵配水井，一用一備。

2.設(shè)計計算

(1)配水井尺寸

本設(shè)計采用矩形配水井，配水井內(nèi)設(shè)有格柵，可攔截

原水中的雜質(zhì)，選用2臺XWB系列背靶式格柵除污機，

型號XWB-H-2-2,近期一用一備，并排布置，遠期2臺同

時使用。外形尺寸A=2m,格柵間隙選用10mm,柵條寬度10mm,

間隙數(shù)為n=72。

柵前水深H=0.99m,格柵寬度為C=L8m:

過柵流速為廠3亟=0625、如硬=0.54加s

HE0.99x0.015x72

過柵水頭損失h：

h=Ckv2=1.118x0.6x0.542=0.20m

式中C-格柵設(shè)置傾角系數(shù)，60°時為1.118;

k—過柵水流系數(shù)，據(jù)柵條間隙取0.6;

池長L:設(shè)計停留時間取Imin,則有

L=￡T=2250X1=94/M

A60x4x1

(2)進水管管徑D

配水井進水管的設(shè)計流量為Q=2250n?/h=0.625m3/s,查水

力計算表知,當進水管管徑D=800mm時,v=l.24m/s(在L0~

1.5m/s范圍內(nèi))。

(3)配水管管徑D,

由前面計算可知，每個后續(xù)處理構(gòu)筑物的分配流量為

q=0.3125m2/s,查水力計算表可知，當配水管管徑DzWOOmm時，

v-1.07m/so

(4)配水井設(shè)計

配水井尺寸為：LXB=9.4mX4mo

1.2混合工藝設(shè)計計算

考慮設(shè)絮凝池2座，混合采用管式混合器。設(shè)水廠配水井

至絮凝池的距離為10米。

1.進廠管管徑的確定

一泵房至水廠的進廠管按遠期設(shè)計水量考慮，進廠管擬

采用兩條鋼管并行，但近期水只由其中一根管輸送。遠期設(shè)

計水量為

Qi=aQm'=1.08x10.0x1()4=10.8xl0*m/d

考慮一條管檢修時，另一根管能通過75%的流量

Q-=0.75Q=0.75X10.8x104=8.1x10*m2/d=0.9375m3/s

查水力計算表，選用DN800的鋼管兩根，一根管檢修時管內(nèi)

流速為1.86m/s,1000i=5.00,遠期正常流速為1.24m/s,

1000i=2.20,近期流量從一根鋼管中過水，其流速為1.24m/s,

1000i=2.22,滿足不淤流速要求。

2.管式混合器

本設(shè)計推薦采用管式靜態(tài)混合器，管式靜態(tài)混合器示

意圖見圖L1。

圖1.1管式靜態(tài)混合器

與進廠管匹配，采用2個公稱直徑DN600的玻璃鋼JT

型管式靜態(tài)混合器（如圖3.2.1）,每根進廠管上裝一個。

每組混合器處理水量為2.7X10*m%,管外徑為618mm,

三節(jié)式，單節(jié)長770mm,管長為2310nl叫水頭損失約為

方tN=O.ll84x/xN=O.1184x^^x3=O33/〃，采用法蘭

2gD440.6"

式連接。

1.3投藥工藝及投藥間的設(shè)計計算

1.設(shè)計參數(shù)

加藥間及藥庫按照凈水廠遠期規(guī)模設(shè)計。

遠期設(shè)計流量為

八aQ,1.08x10x0，3r……

Q=—=----------------=4500,n/A=l250Z./s

T24

關(guān)于混凝劑種類的選擇以及最佳投藥量的確定應(yīng)通過

實驗確定，本設(shè)計參照株洲市的情況(其原水水質(zhì)為：濁度

30—900度；水溫3-30℃)。選用液態(tài)聚合氯化鋁為混凝劑，

原液濃度為12%,藥液投加濃度也取12%,最大投加量為

30mg/L,平均投加量為25mg/L。

(1)原液池：

考慮4天儲量，按遠期設(shè)計一次性建成，則其容積為:

叫=黑=爺"。8”

式中u-混凝劑最大投加量，30mg/

Q—遠期設(shè)計流量，為4500m2/h

b—原液濃度，取12%。

n一每日調(diào)制次數(shù)，本設(shè)計取1/4次。

原液池分兩格，有效水深取2.2m,考慮超高為0.3m。

則原液池單格尺寸為LXBXH=5mX5mX2.5m,池子建為半地

下式，池頂離地面高1.0m,近期根據(jù)實際情況使用。

原液池采用鋼筋混凝土池體，池底坡度為2.5%,并設(shè)

DN200的排渣管一根，內(nèi)壁涂襯環(huán)氧玻璃鋼(防腐)。

(2)溶液池:

24xl00xt/xg_uQ_30x2250

溶液池的容積:=6.74m1

/>xwxl000x1000-4l7hw-417x12x2

式中

U—混凝劑最大投加量，30mg/L

Q一近期設(shè)計流量，為2250m3/h

b一混凝劑的投加濃度，取12%,

n一每日的投加次數(shù)，一般不超過三次，本設(shè)計取2次。

溶液池有效水深取L4m,考慮超高為0.4m。則溶液池

單池尺寸為LxBxH=2.2mx2.2mxl.8m,池子建為半地下式，

溶液池設(shè)三個，遠期二用一備，近期一次使用一個池子，三

個池子交替使用。

溶液池采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁涂襯環(huán)氧玻璃鋼(防

腐),池底坡度為2.5%,并設(shè)DN200的排渣管一根。

(3)溶液池的攪拌裝置：

溶液池為保證藥液濃度均勻，采用機械攪拌，每池設(shè)

ZJ-700型折槳式攪拌機一臺，功率為3KW,轉(zhuǎn)速為85r/min。

投藥管采用硬聚氯乙烯管。

(4)計量泵

加藥采用計量泵濕式投加，總流量為：

3

q=Wn=6.74x2=13.48m/d=561.7L/h

近期擬選用2臺，1用1備，預(yù)留遠期泵安裝位置。選

用J-ZM630/0.6型隔膜計量泵，單臺的設(shè)計流量為630L/S,

排出壓力0.4-0.6,泵速126次/min,電機功率0.75KW。遠期

增設(shè)一臺，兩用一備。.

(5)其他設(shè)備

若有條件的話，設(shè)置藥劑自動投加系統(tǒng)，從而實現(xiàn)從藥

劑配制、中間提升到計量投加整個過程的自動控制O.

(6)加藥間布置

為便于管理，加藥間與加氯間合建，具體布置圖見圖L2。.

_________126QC

M000一224000〃)

1.2加藥間平面布置(單位：mm).

L4反應(yīng)(絮凝)工藝設(shè)計計算

絮凝池考慮采用折板絮凝池或柵條絮凝池，具體選哪個,

通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

LL1折板絮凝池的設(shè)計計算

1.設(shè)計參數(shù)

水廠處理構(gòu)筑物的設(shè)計水量為5.4X10*m2/a=().625m3/s。

絮凝池近期考慮兩組，每組設(shè)2池，每組設(shè)計水量為

3

0.3125m3/s,單池處理水量為0.15625m/so,采用三段式，

總絮凝時間17.78min,第一段為相對折板，第二段為相對折板,

第三段為平行直板。考慮與沉淀池合建，每組池寬取16m,

兩池之間的隔墻厚取200mm,則單池寬度7.9m,絮凝池布

置如圖1.3。

圖L3折板絮凝池斜管沉淀池布置

絮凝池有效水深H0采用3.2m,折板寬采用500mm,

夾角90。，板厚60mm。折板示意圖如下：

圖L4折板大樣圖

2.設(shè)計計算：

(1)第一絮凝區(qū):

設(shè)通道寬為0.8m,設(shè)計峰速采用0.32m/s,則峰距b:

0.15625

a==0.6bw

0.32x0.8

谷距b2:b2=h+2c=0.61+2x0.354=1.317m。

第一絮凝區(qū)折板布置如圖1.5:

1200

-i快開去越

g

O-i

4

,7054,20872036

7900

圖L5第一絮凝區(qū)折板布置圖

側(cè)邊峰距

6-62-7〃+(1_7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)

“也=0.734w

22

側(cè)J邊谷品Eb:b4=b2+c=0.734+0.354=1.088m

0.15625

中間部分谷速v,:=0.148m/5

1.318x0.8

側(cè)邊峰速V,：v>015625=0.266m/5

10,734x0.8

側(cè)邊谷速V：I，；=，1?當￡.=0.180〃〃$

21.088x0.8

水頭損失計算：

①中間部分：

漸放段損失:

心《"-㈠田外"-。.W。?所

2g2x9.81

漸縮段損失:

(0.61V(032\

=0.0046川

11318；12x9.8。

按圖布置，每格設(shè)有18個漸縮和漸放，故每格水頭損失:

h=18x(0.0021+0.0046)=0.1206m。

②側(cè)邊部分:

漸放段損失:

0.2662~0.180J

—^-=0.5x=0.00098ITlo

2女2x9.81

漸縮段損失:

0.734y

1.088)

每格共6個漸縮和漸放故

h'=6x(0.00098+0.0023)=0.01968m。

③進口及轉(zhuǎn)彎損失：

共1個進口，3個上轉(zhuǎn)彎，4個下轉(zhuǎn)彎，上轉(zhuǎn)彎處水深H4為

0.64米，下轉(zhuǎn)彎處水深為H3=0.9米，進口流速取0.3m/s。

上*_0J5621=0,305,W/5,

40.64x0.8

下轉(zhuǎn)彎流速：v5="竺=0,21Im!s

509x0.8

上轉(zhuǎn)彎g取L8,下轉(zhuǎn)彎及進口g取3.0,則每格進口及轉(zhuǎn)彎

損失之和n”為：

h”=3x/前二.4X3X17：+3*1.8x=0393m

2x9.812x9.812x9.81

④總損失：

每格總損失：/h$+h甘NH2O6H).0]9684O.(M93=Q18958m

第一絮凝區(qū)總損失：H=2Zh=2xO.18958=O.37916m

第一絮凝區(qū)停留時間：7；=3xO.8x7,9x3.2=43min

0.15625x60

第一絮凝區(qū)平均G

值：G尸匹力」0°°3/叵二”9.55”

V〃60ZY60x1.029x107x4.3

(2)第二絮凝區(qū)：

第二絮凝區(qū)采用平行折板，折板間距等于第一絮凝區(qū)的

中間部分峰距，即0.61也通道寬取1.2米。布置形式如下圖

1.6:

圖L6第二絮凝區(qū)折板布置圖

11八=0.^4=。6即〃

氏=b+0.354=0.964m,Ji五

中間部分峰速：「些經(jīng)=0.191,n/5

10.68x1.2

側(cè)邊峰距

,,8-64-7"+c)7.9-6x0.61-7x(0.354+0.042)-

/),./>,=--------!------------=------------------------------------------=0.734即

3322

側(cè)邊谷距bE=b2+c=0.734+0.354=1.088m

側(cè)邊峰速v；=一經(jīng)-=0.i77mls

11.2x0,734

側(cè)邊谷速〃=外空=0.120m/s

.1.2x1,088

水頭損失計算：

①中間部分:

一個90。彎頭的水頭損失44工=0.6xR些=0.00⑵〃按圖

2g2x9.8

布置，共有30個/每格，則每格水頭損失h=30XQ0012=0.0嫻

②側(cè)邊部分

漸放段損失:

一與二0.5，廿0?*0.0Q043肋

2父2x9.81

漸縮段損失:

0.734、'X0177-=0.00103w

%■此偏i<1.088,2x9.81

每格共有6個漸縮和漸放，故

h7=6x(0.00043+0.00103)=0.00876m。

③進口及轉(zhuǎn)彎損失：

共有1個進口，3個上轉(zhuǎn)彎，4個下轉(zhuǎn)彎，上轉(zhuǎn)彎處水深也

為0.64米，下轉(zhuǎn)彎處水深為0.9米，進口流速v,取定為0.2m/s。

上轉(zhuǎn)彎處流速：匕="經(jīng)=0.203〃〃5

0.64x1.2

15625

下轉(zhuǎn)彎處流速為：v5二°=0.145m/so

0.9x1.2

上轉(zhuǎn)彎g取L8,進口及下轉(zhuǎn)彎g取3.0,則每格進口及轉(zhuǎn)彎

損知為：

222

,0.2fo,0.20340.145AA.A1

h=3x----+1.8x3x------+3.0x4x------=0.0303m

2g2g2g

每格總損失為

Zh=h+h+h,=0.03640.00876+0.0303=0.07506n.

第二絮凝區(qū)總損失為：H2=2xZh=2x0.07506=0.15m

第二絮凝區(qū)的停留時間：T、=2xl.2x7.9x3.2=647min

?0.15625x60

平均速度梯度G值

小座：匚鼻些二二61.3/

-v60//7；V60x|.029xIO^x6.47

(3)第三絮凝區(qū):

本區(qū)采用平行直板，板厚為80mm，隔板間距1200mm。具

體布置見圖：

圖1.7第三絮凝區(qū)隔板布置圖

平均流速取0.10m/s

則通道寬度為："5625=]jo見取1.3m,

O.lxl.2

水頭損失：

共1個進口5個轉(zhuǎn)彎，流速采用0.1m/s,g=3.0,則單格損失

Q|2

為：h6x-^—x3=0.0092/〃c

總水頭損失為：

H3=0.0092x2=0.0184m

停留時間為:

13x7.9x3.2x2

=7.01min

。15625x6。

平均G值為:

1000x0,0184

=206「

x1.029x104x7.01

(4)各絮凝段主要指標

絮凝時間水頭損失

絮凝段G")GT值

(min)(m)

第一絮凝

1.30.37961119.53.08X104

段

第二絮凝

6.470.1561.32.47X104

段

第三絮凝

7.010.018420.60.87X104

段

合計17.780.5475670.67.53X104

(5)各絮凝區(qū)進水孔

①第一絮凝區(qū)進口流速v取0.3m/s,則第一絮凝區(qū)進水

孔所需面積為:

q0.15625…?

A=~=-----------=0.52m*

v,0.3

進水孔寬取0.65m,高取0.8m。

②第二絮凝區(qū)進口流速V,取O.2m/S,則第二絮凝區(qū)進水

孔所需面積為:

.q0.15625八七。

A=-=----------=0.78m*

v,0.2

進水孔寬取0.625m,高取1.2m。

③第三絮凝區(qū)進口流速v,取0.13m/s,則第三絮凝區(qū)進水

孔所需面積為:

.=OJ5625=1W

v,0.12

三區(qū)進水孔寬取0.7m,高取L86m。

④第三絮凝區(qū)出口流速v,取0.10m/s,則第三絮凝區(qū)出水

孔所需面積為:

,q0.15625._

A=-=----------=1.3"2

v,0.12

出水孔設(shè)2個，每個寬取0.78m,高取1.Omo

(6)排泥設(shè)施:

采用多斗重力兩邊排泥方式，管材采用鋼管，排泥周期

根據(jù)運行情況確定，始端泥少，周期可取較長，小于7d即

可。每根排泥管管端設(shè)一個手動杠桿式快開閥門。

LL2柵條絮凝池設(shè)計計算

1.設(shè)計參數(shù)：

絮凝池分兩組，每組設(shè)兩池，每組的處理水量為

1125m2/h=0.3125m3/s,絮凝時間取15min,絮凝池分三段：豎

井平均流速v=0.IB,前段放密柵條，過柵流速

Vim=0.27m/s,;中段放疏柵條，過柵流速為v?m=0.22m/s;末段

不放柵條。前段豎井的過孔流速0.360.20n/s,中段0.2-

0.15m/s,

末段0.1-0.14m/s。

2.設(shè)計計算：

⑴池體尺寸：

①絮凝池的容積w為：

W=Qt=0.15625x15x60140.6m3

②絮凝池的平面面積A:

為與沉淀池配合，絮凝池有效水深取1.瞇，則絮凝池平

面尺寸

,W140.6，一?

/=—=------=35.2"

H4

③絮凝池單個豎井的平面面積f為：

,Q0.15625…，

f=—=----------、1.2"

y井0.13

為與沉淀池的寬度相配合，取豎井的長1^1.20米，寬

31.00米單個豎井的實際平面為=1.2向,豎井個數(shù)n為：

42

"7=71=29.3個，為便于布置，取304、。

(2)豎井內(nèi)柵條的布置：

選用柵條材料為工程塑料，斷面為矩形，厚度為50則寬

度為50mm。

①前段放置密柵條后(柵條縫隙為50mm):

豎井過水面積為：/你=P.=0J5625=058/n2

-k0.27

豎井中柵條面積為：4m=1.2-0.58=0.62m2

豎井中柵條面積為：Am=12-058=0.62rri2,需柵條數(shù)：

柵條沿豎井長度方向放置需用二幺=_幽一=】。.3根，取

j1.2x0.05

11根

柵條沿豎井寬度方向放置需M=幺=_^_=12.4根，

/l.(X)x().()5

取13根

單柵過水斷面面積：

柵條沿豎井長度方向放置：am=1.2x0.05=0.06m2,所需縫

隙數(shù)為M喑嗡=9.6個，取J。個。故兩邊靠池壁各放置

柵條1根，中間排列放置9根，過水縫隙為10個。

柵條沿豎井寬度方向放置：a=l.0X0.05=0.05n?,所需縫

隙數(shù)為**黑個，取12個。故兩邊瓠壁各嵋

柵條1根，中間排列放置11根，過水縫隙為12個。

②中段設(shè)置疏柵條后(柵條縫隙為80mm):

豎井過水面積為：丸二2二”竺二0.7面

,匕慨0.22

豎井中柵條面積為：Am=12X).71-0.49rrf,需柵條數(shù)：

柵條沿豎井長度方向放置需M二％=—"二8.2根，取

%1.2x0.05

9根

柵條沿豎井寬度方向放置需":&■=—"一=9.8根，取

旬1.0x0.05

10根

單柵過水面積

柵條沿豎井長度方向放置a2=L2X0.08=0.096吭所需縫

隙數(shù)為2含=照=7.4個，取8個，故兩邊靠池壁各放f

柵條2根，中間排列放置7根，過水縫隙為8個。

柵條沿豎井寬度方向放置&=1.0X0.08=0.08nf,所需縫隙

數(shù)為也=今=抵=&9個，取9個，故兩邊靠池壁各放置柳條

2根,中間排列放置8根，過水縫隙為9個。

(3)絮凝池的總高：

絮凝池的有效水深為1.0米，取超高為0.3米，池底設(shè)泥斗

及快開閥排泥.泥斗深取0.6米，則池的總高H為：

H=1.0+03+0.6=1.9m。

單格絮凝池的長、寬：LXB=7mX6.8m。

絮凝池的布置見下圖1.8所示：

注：圖中各格的數(shù)字作為水流依次通過豎井的編號，

順序(如箭頭所示)，開孔按水流流向上下交替。上孔上

緣在最高水位以下，下孔下緣與排泥槽齊平，單個豎

井的池壁壁厚考慮200mm。

(4)豎井隔墻的孔洞尺寸:

豎井隔墻孔洞的過水面積：N二1舞一，如1#豎井的孔

過孔流速

洞面枳=上空空=0.52也取孔的尺寸為：BxH=1.0mx0.52m,豎

().3

井廠10為前段，豎井11-20為中段，豎井21-28為末段，根

據(jù)每段的過孔流速要求確定其余各孔的尺寸見表1.9:

圖1.8柵條絮凝池布置示意圖

表1.9柵條絮凝池過水孔洞尺寸

豎井編號孔的尺寸HXB/m過孔流速/m/s

1#1.0X0.520.30

2#1.0X0.540.29

3#1.0X0.550.28

4#1.0X0.580.27

5#1.0X0.600.26

6#1.0X0.650.24

7#1.0X0.680.23

8#1.0X0.710.22

9#1.0X0.740.21

10#1.0X0.780.20

11#1.0X0.780.20

12#1.0X0.820.19

13#1.0X0.820.19

14#1.0X0.870.18

15#1.0X0.870.18

16#1.0X0.920.17

17#1.0X0.920.17

18#1.0X0.980.16

19#1.0X0.980.16

20#1.0X1.040.15

21#1.0X1.120.14

22#1.0X1.120.14

23#1.0X1.200.13

24#1.0X1.200.13

25#1.OX1.300.12

26#1.0X1.300.12

27#1.0X1.420.11

28#1.0X1.420.11

29#1.0X0.560.10

30#1.0X0.560.10

⑸水頭損失計算：

仁力+工4=&一+ZQ+（叫

zg2g

式中h-總水頭損失；

h-每層網(wǎng)格、柵條的水頭損失，m;

hz-每個孔洞的水頭損失，m;

S一柵條、網(wǎng)格阻力系數(shù)，前段取1.0,中段取0.9;

&一孔洞阻力系數(shù)，可取3.0;

v;-豎井過柵、過網(wǎng)流速，，Ws;

\，2-各段孔洞流速，m/s

1.前段計算數(shù)據(jù)如下：

豎井數(shù)為10個，單個豎井柵條層數(shù)為3層，共計30層,

Gi=1.0,過柵流速ym=0.27m/s

豎井10個孔洞，，二3.0,過孔流速分別為：0.3m/s,0.29m/s,

0.28m/s,0.27m/s,0.26m/s,0.24m/s,0.23m/s,0.22m/s,

O.21m/s,O.2Om/s

09723

=——xl,0x3.04----x(0.3、0.292+().28：+0.27?

2x9.812x9.81

+0.262-K).242+0.232+0.222X).212-K),22)

=0.209m

n.中段計算數(shù)據(jù)如下：

豎井個數(shù)為10個，分別布置2,2,2,2,2,2,1

1,1,1,1層?xùn)艞l.共計15層.€=0.9

過柵流速V2m=0.22m/s;豎井隔墻有10個孔洞，過孔流速分

別為：0.20m/s,0.19m/s,0.19m/s,o.i8m/s

0.18m/s,0.17m/s,0.17m/s,0.16m/s,0.16m/s,0.15m/s。

"=Z九+Z4=Z。今次2^

02223

=!5x0.9x-----(O,22+O.192X2+O.182X2+O.172X2+O.I62X2+O,152)

2x9.812x9.81

=0.08Im

HI.第三段計算數(shù)據(jù)如下：

水流通過孔數(shù)為10個，過孔流速分別為0.14m/s,

0.14m/s,0.13m/s,0.13m/s,0.12m/s,0.12m/s,0.1Im/s,

0.1lm/s,0.10m/s,0.10m/So

S2=3.0

=―--(O.14;X2+O,I3'X2+OJ22X2+O.II2X2+O.!2X21

2x9.81')

=0.022m

IV.總損失計算如下：

H=h十h+h*=0.209+0.031+0.022=0.312m

(6)各段停留時間:

第一段：7>KJ2X4XK)

=307.2v=5.1min

1Q0.15625

笛一EGT匕1.2x4.0x10

弟一牧：7,=-=-=-------------------=3O7.lv=5.1min

*Q0.15625

第三段：注經(jīng)=3O7Z=5.1min

00.15625

⑺G值:

當溫度為20℃時，y=lX103Pas,

9.81x1000x0.209

第一段:81.65$”

lxl0-,x307.2

第二段：1傍=用/=5。.法

9.8lx]000x0.023

=27.09H

第三段G廣晚］1x10-5x307.2

平均力=型里3W

1x10Jx921.6

GT=57.69x921.6=5.3xl04,在100]()°之間，滿足要求。

1.5沉淀工藝設(shè)計計算

本設(shè)計推薦采用斜管沉淀池，布置圖見絮凝沉淀池設(shè)計

圖1.3。

1.設(shè)計參數(shù)

近期采用2組。每組沉淀池的設(shè)計水量(包括896自用水

量)為Q=0.3125m2/s。

單池凈寬采用16m,表面負荷取9m2/(m2h)=2.5mm/s,顆粒沉降

速度u=0.35mnVs,斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓六邊形

蜂窩管，內(nèi)切圓直徑d=30mm,水平傾隹()=60°。

2.設(shè)計計算

(1)清水區(qū)面積：

A=Q/v=0.312510.0025=125m2,其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按3%

計，則實際清水區(qū)需要面積：A9=125xl.03=128.75m2,為了配水

均勻，同時考慮到配套吸泥機的型號，采用斜管區(qū)平面尺寸

為1L4mx9.4m,使進水區(qū)沿11.4m長一邊布置.

(2)斜管長度!

——二2.5

管內(nèi)流速:v=2.89"〃〃/s

°sin。sin60°

管內(nèi)長度：/J33"s吟"1.33X2.89-0.35X0.866X30=6()7^

〃cos?0.35x0.5

考慮管端紊流，積泥等因素，過渡區(qū)采用250mm.

斜管總長：I=250+607=857mm,按1000mm計.

(3)池子高度：

保護高度取0.3m

清水區(qū)取1.2m

布水區(qū)取1.9m(包含0.1m梁高度)

斜管高度h二1'sin0=1Xsin60°=0.87m

積泥區(qū)與吸泥機運行區(qū)共取0.5m

總高度H=0.3+l?2+l?9+0.87+0.5=L77m

(4)沉淀池的進水設(shè)計

進水采用穿孔墻布置，盡量做到在進水斷面上水流的

均勻分布，避免已形成的絮體破碎。單座池墻長11.4m,布

水花墻區(qū)高1.8m,布水墻如圖1.9。

圖1.9穿孔布水墻

根據(jù)設(shè)計手冊：當進水端用穿孔配水墻時，穿孔墻在池

底積泥面以上0.3~0.5m處至池底部分不設(shè)孔眼，以免沖動

沉泥。本設(shè)計采用0.6m。

①單個孔眼的面積w:

孔眼尺寸考慮施工方便，采用尺寸：15cmx8cm。（寬8cm,

高15cm）w=O.15x0.08=0.012m2

②孔眼總面積g:

孔眼流速采用w=0.Im/s,Q=V=任=3125〃J

v,0.1

③孔眼總數(shù)n,:

%=&=!!交=260.4個，取260個

iv;,0.012

④孔眼布置：

孔眼布置成5排，每排孔眼數(shù)為260/5g52個。水平方向

孔眼的間距取185mm,豎直方向最低孔距泥面為0.6m,則孔

眼布置在布水區(qū)靠上的1.2m范圍內(nèi)，豎向間距為90nl5

(5)沉淀池的集水系統(tǒng)：

沉淀池的出口布置要求在池寬方向上均勻集水，并盡量

茫取上層澄清水，減小下層沉淀水的卷起，目前采用的辦法

多為采用指形槽出水。

①指形槽的個數(shù)：

本設(shè)計沿池長11.4m的邊布置N=6條長9.4m的集水槽，

指形槽的中心距：

②指形槽中的流量：

=g=03125xl2ft0062W/考慮到池子的超載系數(shù)為

°N6

20%。

③指形槽的尺寸：

槽寬b=0.9qo4=0.9x0.06254=0.297m,為便于施工，取b=0.3m。

則堰上負荷為：

q/荷=—=2"(2=239.4〃J/(md)<500渥/(md)

L94x2x6

起點槽中水深：Hi-0.75b-0.75x03-0.225m

終點槽中水深：H2=1.25b=1.25xO.3=O.375m

為便于施工，槽中水深統(tǒng)一?。?0.38m。

④槽的高度：

集水方法采用鋸齒形三角堰自由出流方式，槽的超高取

0.12m,跌落高度取0.10m。則指形槽的總高度

H3=H2-K).12-K).l(M).6()m(說明：該高度為三角堰底到槽底的

距

離)。

⑤三角堰的計算：

采用鋼板焊制的三角堰集水槽，取堰高為0.1225m,堰寬

為0.245m。

a.每個三角堰的流量q:

堰上水頭取0.05m,則

qi=1.343^=1.343x0.05^7=0.000821m3/s

b.三角堰的個數(shù)：

W=,=03125XL2=457個，考慮池子的超載系數(shù)為2冊耳

dO.OOO82I

460個°池子總集水堰長為9.4*2X6=112.&則三角堰的中心距：

112.8/460=0.245m=

⑥集水總槽的設(shè)計：

集水槽的槽寬b=0.9Q4=0.9x(0.3125x1.2)4=0.61m,為便于施

工，取0.7m。

起點槽中水深：H[=0.75x40.75x0.7=0.53m

終點槽中水深：4=L25xb'=1.25x0.7=0.88m

為便于施工，槽中水深統(tǒng)一取0.88m。自由跌水高度取

0.10mo則集水槽的總高度為：H=0.60+0.10+0.88=1.58m,為便

于與后續(xù)構(gòu)筑物的連接，采用出水斗山水。山水斗底板取低

于排水槽底0.5m.,出水斗的平面尺寸取為L5mxl.5mo

⑹沉淀池出水管

單池水量0.3125m3/s,擬取DN800的鋼管，查水力計算表，

對應(yīng)流速為v=O.623m/s,符合要求。

⑺沉淀池排泥：

排泥是否順暢關(guān)系到沉淀池凈水效果，當排泥不暢、泥

渣淤積過多時，將嚴重影響出水水質(zhì)。排泥方法有多斗重力

排泥、穿孔管排泥和機械排泥。機械排泥具有排泥效果好、

可連續(xù)排泥、池底結(jié)構(gòu)簡單、勞動強度小、操作方便可以配

合自動化等優(yōu)點。故本設(shè)計采用虹吸式機械排泥。

采用H/X,?16型斜管沉淀池虹吸式吸泥機，配套斜管區(qū)

（包括墻厚）實際寬度為16m。

（8）放空管管徑確定：

沉淀池放空時間取3h,則放空管管徑取DN3OO。

3.復(fù)算雷諾數(shù)以及沉淀時間：

心與=特=2當R二加二30/4n,5惻就75期

T=1YVO=1000/2.89=346s=5.77min（沉淀時間T一般在4~8min之

間）

1.6過濾工藝設(shè)計計算

過濾工藝擬采用V型濾池或普快濾池，具體采用哪種方

案需通過設(shè)計計算后方可確定。

1.6.1V型濾池的設(shè)計計算

1.設(shè)計參數(shù)：

設(shè)計水量(包括8%水廠自用水量)為：

產(chǎn)

Q=541nod,0m

設(shè)計濾速采用v=10m/h。強制濾速v=l(T13m/h。

濾池采用單層石英砂均粒濾料，沖洗方式采用：先氣沖

洗，再氣-水同時沖洗，最后再用水單獨沖洗。根據(jù)設(shè)計手冊

第三冊P612表9-8確定各步氣水沖洗強度和沖洗時間，具體

參數(shù)如下：

(1)沖洗強度

第一步氣沖沖洗強度中151/(端);第二步氣-水同時反沖

洗，空氣強度q=15L/(sm2),水沖洗強度qNOL/Gm2);第三步

水沖洗強度qxz=6L/(sirf)o

(2)沖洗時間

第一步氣沖洗時間仁2min,第二步氣-水同時反沖洗時

間t=4min,單獨水沖時間東二6min;沖洗時間共計為：

l=12min=0.2h;沖洗周期T=24h反沖洗橫掃強度為L5U(rrfs)o

2.設(shè)計計算：

(1)池體設(shè)計：

①濾池工作時間t':

「24-"*24-0.2礙=23.見式中未考慮排放初濾水)。

1ZH

②濾池總面積F:

rQ54000:

r="=7=-------------=226.9m

v710.0x23.8

③濾池分格：

查表，采用法國德力曼公司標準池型，為便于節(jié)省用地，

選雙格V型濾池，池底板用混凝土，擬用并列的兩組濾池，每

組2座池，共4座，每座面積/=￡=轡2=56.7%每池分兩格，

單格寬Bm=3.5m長上8.2口實際面積33.5+3.5)*8.2=57.4*實

際總面積F=BxL243.5x8.&x4m2o實際濾速

54000

=9.9m/h

，嚕229.6x23.8

④校核強制濾速V：

ArvF-1.5x3,6F4x9.9-l,5x3.6

=114〃/人在1073〃〃力的要求內(nèi)

(AT-l)F~~4-1

⑤濾池的高度確定：

濾池超高HG=0.3m,濾層上水深H3=1.5m,濾層厚

度H4=1.2m,承托層厚取H;=0.lm,濾板厚取H?=0.10m,濾

板下氣

水室高度取H=0.8m,進水系統(tǒng)跌差H,二04m。

濾池的總高度為：

H=%+H2+&+H4+HS+H6+H7=0.8+0.1+0.1+1.2+1.5+0.3+0.4=4.4m

⑥濾頭及濾板

底部配水系統(tǒng)采用長柄濾頭，材質(zhì)為ABS工程塑料，內(nèi)

徑21mm,縫隙面積3cm21個。每平米安裝40個濾頭，則總縫

隙面積與濾池面積之比二3X40XlOdi.20%,符合要求。單格濾

池安裝40義57.41148個。

設(shè)計中，濾板采用預(yù)制混凝土板。濾板與濾板之間和濾板

與濾壁之間有20mm的安裝縫隙，濾板尺寸采用1140mmx

1000mm,每塊濾板按8義6布置濾頭數(shù)，濾板厚100mm,

單格濾池共布置3X8=24塊濾板。

⑦水封井的設(shè)計：

濾池采用均粒濾料，均粒濾料清潔濾料層的水頭損失按

下式計算：

v

=180x—x

S叫、IV>dJ

式中：AH.水流通過清潔濾料層的水頭損失，cm;

v.水的運動黏度，cm%20c時為0.OlOlcnWs;

g-重力加速度，9810惘償

nb-濾出I隙率；取0.5;

do-與濾料體積相剛勺球體直徑，網(wǎng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)0.Ion

lo-濾層厚度，cmJo=120cm;

v-濾速，cm/s,v=10m/h=0.28cm/s;

小-濾料顆粒球度系數(shù)，天然砂粒為0.75-0.8,取0.8.

所以兇刁80x曙,喀*［皿0.2836c”

根據(jù)經(jīng)驗，濾速為8T0m/h時，清潔濾料層水頭損失一般

為30-40cm,計算值比經(jīng)驗值低，取經(jīng)驗值的底限30cm為清潔

濾料層的過濾水頭損失。正常過濾時，通過長柄濾頭的水頭損

失△hW0.22m,忽略其他水頭損失，則每次反沖洗后剛開始過濾

時的水頭損失為：AH=0.3+0.22=0.52mo

考慮過濾過程中的水頭損失，水封井水面標高應(yīng)與濾料

層底面標高基本持平，本設(shè)計取水封井水面標高高于濾料層

底面0.lmo

每座濾池的過濾水量：Q=\^f=10X57.4=574tf/h=0.159n?/so取

溢流堰堰上水深取0.2m,則按薄壁無側(cè)收縮非淹沒出流

堰計算堰寬，

0.159

則堰寬力==096叫取l.Onie

0.4272x9.80.215

由于為薄壁堰，堰厚B/h<0.67,取為0.06m。

濾后水出水管為淹沒出流，槽內(nèi)水深在出水管徑2?2.5

倍之間，考慮過濾水頭1.8-2.1m左右，故水深取為1.9%

所以溢流堰高為1.7m,考慮0.3m的超高，水封井高取為

2.2m。

所以水封井尺寸定為LXBXH=L8mX1.0mX2.2m

(2)進水系統(tǒng)設(shè)計：

①進水渠道設(shè)計：

a.進水總渠：

4座濾池分成獨立的兩組，每組進水總渠過水流量按強制

過濾流量計，流速V取0.35m/s,過濾流量：

^O.625-..5xlO'x57.4x2,036%,/s

進水總渠過水斷面積：

&力=03%vs=L°29療取1?050m2

進水總渠寬1m,水面高L050m

b.每座濾池的進水孔：

每座濾池由進水側(cè)壁開3個進水孔，進水總渠的渾水通

過三個進水孔進入濾池。兩側(cè)進水孔口在反沖洗時不關(guān)閉.

中間進水孔孔口設(shè)閘門，由手電兩用啟閉機控制開啟，在反沖

洗時關(guān)閉，由側(cè)孔供給反沖洗表掃用水。調(diào)節(jié)閥門的開啟度,

使其在反沖洗時的進水量等于表掃水用水量?？卓诿娣e按孔

口淹沒出流公式Q=0.624J2gh計算.其總面積按濾池強制過濾

水量計算所”交筆^^X2=0.36,〃3/S,孔兩側(cè)水位

差取0.1m,

則孔口總面積：

4I—、=----------------0.2\nf

/2(0.62V2ghj2xO.62xV2x9.81xO.1

2個側(cè)孔面積及表面掃洗水量的計算：

33

O=q4xf=1.5x57.4x10=0.0861m/s

%i=%X(。%/=0.21X(686%]8)=61調(diào)

單個孔口寬Bm=0.50m,高H=0.Im

中間孔口設(shè)閘門：

Ap=AL-A=0.21-0.1=0.11m2

孔口寬Bn=0.5m,高H4n=0.22m

c.每座濾池內(nèi)設(shè)的薄壁堰：

為保證進水的穩(wěn)定性，進水總渠引來的渾水經(jīng)過矩形薄

壁堰進入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到

兩側(cè)的V型槽。矩形薄壁堰堰寬取b=5m,厚取70mm,與進水

總渠平行設(shè)置，相距0.58m,堰上水頭根據(jù)矩形薄壁堰的流量

公式g=mb42gHi5(m=0.42)進行計算，

21-,2

h—°負5/^['=?0.072/M

/2x1.86Z?J[//2x(l.86x5)

d.每座濾池的配水渠：

進入每座濾池的渾水經(jīng)過薄壁堰溢流至配水渠，由配水

渠兩側(cè)的進水孔進入濾池內(nèi)的V型槽.濾池配水渠寬

b電二0.5m,渠高為0.80m,渠長

L架=2B+b=2X+3x=5m,當渠內(nèi)水深=0.3m

時:流速（進來的渾水由分配渠中段向渠兩側(cè)進水孔流去，每側(cè)

流量為Q/2）：

v=Q/（2bh）=0.36/（2x0.5><0.3戶12m/s,滿足要

求。

配水渠過水能力校核：

配水渠的水力半徑：

■廣黑Aj（2%+兀）=O.5xO.3/（2xO.3+O.5h0.14加

配水渠的水力坡降：

。氏=（〃乜梟//?&［）=O.O13xl.2/o.l4'）=0.003

渠內(nèi)水面降落量：

=0.0。3x8%=00123相

因為配水渠最高水位h+Ah=0.3+0.0123=0.3123<（渠

高），所以配水渠的過水能力滿足要求。

②V型槽的設(shè)計：

a.掃洗水布水孔

V型槽槽底設(shè)表面掃洗水出水孔，布水孔沿槽長方向均

勻布置，內(nèi)徑一股為20?30mm，過孔流速為2.0m/s左右，本

設(shè)計采用dm=0.025m0

過孔流速取2.Om/s,每座濾池V型槽的水平布水孔總截

面積為:

0々水0.861.1

力=至生=----=0.043m-

乩2.0

每座濾池V型槽的水平布水孔總數(shù)為:

033一w6個

ix3.14xO.O252

4m4

取88個，每座濾池單側(cè)V型槽水平布水孔數(shù)為44布水孔間

距為L/Nn=8.2/44=0.186m。

b,V型槽垂直高度的確定

濾池沖洗時槽內(nèi)水面低于斜壁頂約50?100mm,本設(shè)計

采用％=0.1mo

根據(jù)孔口出流公式q=0.62AV2gh,則表面掃洗時V型槽內(nèi)

水位高出濾池反沖洗時液面的高度h,為：

=2%X0.62X^)/2?)=[°-86Xx0.62x0,043]2/(2?)a0'53wi

掃洗水布水孔中心一般低于用水單獨沖洗時池內(nèi)水面

50^150mm,本沒計采用h=0.15m。

取V型槽槽底的高度低于表掃水出水孔中心為

h4=0.20mo

反沖洗時排水集水槽的堰上水頭由矩形堰的流量公式

Q=l.86bh2求得，其中b為集水槽長，b=L=8.